
Die ermüdungsfestigkeitssteigernde Wirkung von höherfrequenten Hämmerverfahren (HFH) konnte an einer Vielzahl von für die Nachbehandlung geeigneter Konstruktionsdetails nachgewiesen werden. Eine zuverlässige Anwendung …
P 872 - Entwicklung eines einfachen Qualitätssicherungstests für die Anwendung höherfrequenter Hämmerverfahren Die ermüdungsfestigkeitssteigernde Wirkung von höherfrequenten Hämmerverfahren (HFH) konnte an einer Vielzahl von für die Nachbehandlung geeigneter Konstruktionsdetails nachgewiesen werden. Eine zuverlässige Anwendung von HFH-Verfahren setzt neben anerkannten Regeln für die Bemessung und der Qualifizierung von Anwendern auch die Qualifizierung und Qualitätssicherung des Geräts bzw. seiner Betriebseinstellungen voraus. Darüber hinaus ist der Nachweis einer ausreichenden Nachbehandlungsqualität am Bauteil erforderlich.
Hierbei scheinen zunächst drei verschiedene Ansätze möglich, die im Rahmen dieser Kurzstudie und einem parallel dazu laufenden DASt-Forschungsprojekt untersucht wurden. Insbesondere wurden die nachfolgend dargestellten Ansätze auf ihre Wirksamkeit und einfache Durchführbarkeit hin überprüft: 1. Analog zum Almen-Test beim Kugelstrahlen sollte ein auf die HFH-Verfahren angepasster Teststreifen entwickelt werden. Nach erfolgter HFH-Behandlung des Teststreifens sollte anhand der Durchbiegung dieses Teststreifens die Intensität der Nachbehandlung bestimmt bzw. überprüft werden können. 2. Ermittlung der Eindringtiefe. Anhand eines Abgleichs einer 3D-Lasermessung vor und nach der Nachbehandlung kann die Eindringtiefe ermittelt werden. Die Eindringtiefe soll als Parameter zur Abschätzung der Intensität der Nachbehandlung dienen. 3. Untersuchungen mit Härtemessungen an nachbehandelten und unbehandelten Schweißnahtübergängen haben Differenzen in der Härte ergeben. Eventuell kann die Qualität der Nachbehandlung anhand des Härtevergleichs beurteilt werden. Ziel dieser Kurzstudie ist es, ein einfaches und praxisgeeignetes Qualitätssicherungsverfahren zu entwickeln, das unter den üblichen Herstellbedingungen angewendet werden kann. Die Wirksamkeit der Anwendung der HFH-Verfahren soll ebenfalls gewährleistet werden. Im Ergebnis wird eine Kombination, bestehend aus einer einfachen Sichtprüfung der Nachbehandlungspur am Bauwerk und einer Stichprobe mit definiertem Härteprüfaufwand für die Qualitätssicherung der höherfrequenten Hämmerverfahren vorgeschlagen. Im Rahmen der Sichtprüfung müssen dann entsprechende Lehren zur Messung und Dokumentation der Eindrucktiefen zum Einsatz kommen. Weiterführende Eigenspannungsmessungen könnten gegebenenfalls zur Verifizierung zulässiger Härtewerte beitragen und Aufschluss über die eingebrachten Druckeigenspannungen infolge variierter Intensitäten geben.

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P 822 - Einsatz des Laserstrahl-MSG-Hybridschweißverfahrens an längsnahtgeschweißten Großrohren der Güte API-X80/ -X100 zur Steigerung der Zähigkeit und Erhöhung der Wirtschaftlichkeit Moderne Öl- und Gaspipelines werden zu einem erheblichen Anteil aus längsnahtgeschweißten Großrohren der API-Stahlgüten X65 (L450, 1.8726) und X70 (L485, 1.8727) hergestellt. Ständig wachsende Erdgas-und Erdölförderraten in Verbindung mit Wandstärkenminimierung oder Betriebsdruckerhöhung erfordern zukünftig entsprechende Werkstoffsubstitutionen durch moderne höherfeste Werkstoffe, wie z.B. API-X80 (L555, 1.xxxx), X100 (L690, 1-xxxx) und X120, mit hinreichender Festigkeit und Zähigkeit. Zur schweißtechnischen Fertigung dieser Rohre kommt das UP-Schweißverfahren zum Einsatz. Zuvor wird die gesamte Rohrlänge mit einer durchlaufenden MSG-Heftnaht geschweißt. Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit soll dieser Prozessschritt durch das Laserstrahl-MSG-Hybridschweißverfahren ersetzt werden. Für den sicheren Betrieb von Großrohren ist neben der Beachtung der Festigkeitseigenschaften vor allem die geforderte Kerbschlagzähigkeit der Schweißverbindung einzuhalten. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen dieses Forschungsvorhabens als primäres Forschungsziel das Erreichen einer hinreichenden Zähigkeit im Temperaturbereich von -60°C und -40°C bei wirtschaftlichen Prozessparametern definiert und systematisch untersucht. Für das Laser-MSG-Hybridschweißen der genannten hochfesten Pipelinewerkstoffe wurden geeignete Zusatzwerkstoffe (Massivdraht- und Fülldrahtelektrode) identifiziert und systematische Studien zur Abhängigkeit der Zähigkeit vom Erstarrungsverhalten und der erzielbaren Aufmischungstiefe durchgeführt. Eine erhöhte Wirtschaftlichkeit beim Einsatz der Laserhybrid-Technologie wird vor allem in der geänderten Nahtvorbereitung gesehen. Eine konstruktive Änderung der Fugenform führt zu der Reduzierung des Nahtvolumens und somit zu der erheblichen Senkung der Produktionskosten, weil in diesem Fall die erforderliche Menge des Zusatzwerkstoffes zum Auffüllen der Naht reduziert wird. Anhand von angefertigten Demonstratoren wird eine ca. 2,7-fache Reduzierung des Nahtquerschnittes und somit der erforderlichen Menge des Zusatzwerkstoffes nachgewiesen. Das IGF-Vorhaben 16415 N der FOSTA –Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., Düsseldorf, wurde an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Fachbereich 9.3 "Schweißtechnische Fertigungsverfahren", Berlin, durchgeführt und über die AiF im Rahmen des Pro-gramms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie auf-grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Autoren: M. Rethmeier, S. Gook, A. Gumenyuk Veröffentlichung: 2013
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